Thèse soutenue

Étude des signatures aqueuses martiennes par spectroscopie infrarouge : des nuages à l'altération des régions polaires
FR  |  
EN
Accès à la thèse
Auteur / Autrice : Aurélien Stcherbinine
Direction : Mathieu VincendonFranck Montmessin
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Astronomie et Astrophysique
Date : Soutenance le 23/09/2021
Etablissement(s) : université Paris-Saclay
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Astronomie et astrophysique d'Île-de-France (Meudon, Hauts-de-Seine ; 1992-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Atmosphères, observations spatiales (Guyancourt, Yvelines ; 2009-....)
référent : Université de Versailles-Saint-Quentin-en-Yvelines (1991-....)
Jury : Président / Présidente : Frédéric Schmidt
Examinateurs / Examinatrices : Mathieu Vincendon, Franck Montmessin, Frédéric Schmidt, Cathy Quantin-Nataf, Sébastien Rodriguez, Ann Carine Vandaele, Antoine Pommerol
Rapporteurs / Rapporteuses : Cathy Quantin-Nataf, Sébastien Rodriguez

Résumé

FR  |  
EN

Sur Mars, la signature infrarouge majeure de la surface consiste en une large bande d’absorption à 3 µm. Étant principalement associée à la présence de molécules H2O ou de groupes –OH, cette signature témoigne de la présence de glace d’eau ainsi que du niveau d’hydratation des sols ; elle est observée aussi bien en surface qu’au sein de l’atmosphère qui contient nuages et poussières. Dans cette thèse, nous utilisons le jeu de données issu des 15 ans d’observations de l’Observatoire pour la Minéralogie, l’Eau, les Glaces et l’Activité (OMEGA), ainsi que de nouvelles mesures fournies depuis le printemps 2018 par l’Atmospheric Chemistry Suite (ACS) à bord du Trace Gas Orbiter (TGO) pour étudier cette signature à 3 µm.Arrivé en orbite martienne en 2004 à bord de la sonde Mars Express, le spectro-imageur OMEGA a cartographié l’intégralité de la surface de la planète entre 0,35 et 5,1 µm. Cela a permis d’identifier et de caractériser les glaces et minéraux présents à la surface de la planète, mais également de déterminer le niveau d’hydratation des sols, dérivé de la profondeur de la bande à 3 µm. Dans les régions polaires, OMEGA a ainsi révélé une importante augmentation de l’hydratation de la surface, mais la nature de cette hydratation fait encore débat. À partir de l’analyse de l’évolution la bande à 3 µm dans les données OMEGA, nous avons pu mettre en évidence la présence d’une nouvelle signature d’absorption étroite centrée sur 3 µm, spécifique, aux régions polaires Nord et distribuée le long d’une structure en anneau autour de la calotte permanente. Cette signature pourrait être reliée à la présence de sulfates et indiquerait l’action d’un phénomène d’altération des sols relativement récent dans les hautes latitudes, impliquant potentiellement une action de la glace d’eau.Parallèlement, les observations en occultation solaire d’ACS nous ont permis d’utiliser la bande à 3 µm atmosphérique pour détecter et caractériser les nuages de glace d’eau martiens, ainsi que leur évolution spatiale et temporelle sur une année martienne. En particulier, nous avons pu pour la première fois étudier précisément l’impact d’une tempête de poussière planétaire martienne sur les particules de glace d’eau atmosphériques, et mettre en évidence la présence de nuages à grosses particules à des altitudes jamais observées jusqu’alors.